《酶工程》课程教学大纲（本科）

1、酶工程(Enzyme Engineering)课程代码：09410025学分：2.5学时：48 （其中：课堂教学学时：32实验学时：16上机学时：课程实践学时：）先修课程：生物化学、基因工程、微生物学、发酵工程适用专业：生物技术教材：酶工程，罗贵民等，化学工业出版社，2008年5月第2版一课程性质与课程目标（-）课程性质酶工程是生物工程的重要组成部分，是随着酶学研究迅速发展，特别是酶的应用推广，使酶学 和工程学相互渗透、结合、发展而成的一门新的技术科学，是在酶学、微生物学的基本原理与化学 工程有机结合而产生的科学技术。它从应用的目的出发研究酶，在一定生物反应装置中利用酶的催 化性质，将相应原料

2、转化成有用物质的技术，是生物技术专业的专业必修课程。（二）课程目标通过酶工程的学习，使学生掌握酶学的基本知识、酶的固定化、化学修饰、非水酶学、人工及 抗体酶、核酶及脱氧核酶、进化及杂合酶等专业理论知识；将理论与实践相结合，使学生在理论知 识的基础上，掌握酶工程的应用知识，为进一步探究生命科学以及从事与生物技术、生化工程等相 关的研究工作打下基础；通过实验内容，使学生深入理解酶工程课程的基本知识；巩固和加深所学 的基本理论；掌握酶工程中基本的操作技能；同时，通过实验培养学生独立观察、思考和分析问题、 解决和提出问题的能力，养成实事求是、严肃认真的科学态度，以及敢于创新的开拓精神；在实验 中进一步

3、提高学生的科学素养。1、知识目标1）理解并掌握酶的分类组成和结构特点、作用机制；2）理解并掌握固定化酶（细胞）的性质、评价指标、固定化原则与方法；七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）.酶工程和酶工程实验安排于第4学年的第一学期；.采用多媒体教学，课堂教学为主，课余阅读为辅。指定阅读参考书。每章讲授完毕，布 置练习作业，使学生进一步掌握和巩固所学知识。2017年8月24日3）理解并掌握化学修饰的一般原理和方法；4） 了解蛋白质稳定性和稳定化的机理；5）理解并掌握非水酶学催化基础、反应条件、对酶学性质的影响；6）理解并掌握人工模拟酶和印迹酶的理论基础与策略和制备方法

4、；7）理解并掌握抗体酶的理论机制与制备方法；8）理解并掌握核酶和脱氧核酶定义、催化策略与应用；9）理解并掌握酶的分子定向进化的基本原理和策略；10）理解并掌握杂合酶理论与制备方法。11）理解并掌握酶的分离纯化、纯度等检测方法，具备酶分离纯化与检测实验技能;12）理解并掌握酶的最适pH、温度测定方法，具备酶学基本性质评价技能；13）理解并掌握酶（细胞）的固定化方法，具备酶固定化实验设计与操作技能；2、能力目标1）具备酶的固定化、修饰、非水反应、稳定化的理论与应用能力；2）具备人工酶、抗体酶、进化酶、核酶和脱氧核酶的理论与初步应用能力；3）具备较强酶工程自主学习意识；4）具备酶工程基本实验技能操作

5、能力；5）具备酶工程实验过程中分析与解决问题的能力；二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）课程内容（1）酶工程概述 研究意义、研究简史、酶工程简介；（2）酶工程研究现状与产业化介绍（二）教学要求了解酶学发展历程；了解酶工程研究现状与趋势。（三）重点与难点.重点酶工程简史.难点的工程研究现状与趋势第一章酶学与酶工程(一)课程内容(1)酶的分类 分类、组成和结构特点、作用机制；(2)酶是催化剂;(3)酶活性；(4)酶的动力学；(5)酶的纯化。(二)教学要求了解酶的分类、特点、机制；(2)掌握酶工程基本概念、酶工程的基本知识和酶的性质及提取纯化方法。(三)重点与难点.重点前的分类组成和结构特点、作用

6、机制；.难点酶的动力学。第二章酶与细胞的固定化(-)课程内容(1)酶的固定化 定义、制备原则、固定化方法、性质影响因素；(2)辅酶的固定化 分类、方法和再生；(3)细胞的固定化 固定化细胞的特征、分类、性质和制备；(4)固定化酶和固定化细胞的表征 指标、测定；(5)固定化酶的应用。(二)教学要求了解固定化酶(细胞)的性质、评价指标和测定；(2)掌握酶和细胞的固定化方法、制备原则；了解固定化酶和固定化细胞的应用。(三)重点与难点.重点酶的固定化方法以及其对酶的性质影响；.难点酶固定化的表征。第三章酶的化学修饰(一)课程内容(1)化学修饰的原理；(2)化学修饰的方法；(3)醐蛋白侧链的修饰 竣基、

7、氨基、羟基、筑基；(4)酶的亲和修饰；(5)酶化学修饰的应用。(二)教学要求(1)掌握化学修饰的一般原理和方法；了解酶的侧链修饰、亲和修饰及其应用。(三)重点与难点.重点化学修饰的原理；.难点化学修饰的方法。第四章 酶蛋白的稳定性和稳定化(-)课程内容(1)蛋白质的稳定性及其变性机理；(2)蛋白质稳定化；(3)蛋白质的稳定化研究进展(二)教学要求了解蛋白质稳定性和稳定化的机理；了解蛋白质稳定化的研究进展。(三)重点与难点.重点蛋白质的稳定性及其变性机理；.难点蛋白质的稳定性及其变性机理。第五章非水酶学(-)课程内容(1)非水酶学反应基础；(2)非水酶学反应条件；(3)非水介质对酶学性质的影响；

8、(4)非水酶学应用。(二)教学要求了解并掌握非水酶学催化基础、反应条件、对酶学性质的影响以及其应用。(三)重点与难点.重点非水酶学反应条件；.难点非水介质对酶学性质的影响。第六章人工酶(一)课程内容(1)人工酶概念、理论基础；(2)人工酶的分类及制备；(3)印迹酶；(4)人工酶的研究进展。(-)教学要求了解的人工模拟酶和印迹酶的概念、分类以及理论基础和策略;(2)掌握人工酶的制备方法。(三)重点与难点.重点人工酶的分类及制备；.难点人工酶、印迹酶的制备方法。第七章抗体酶(-)课程内容(1)抗体酶发现、定义；(2)抗体酶机制；(3)抗体酶的制备方法；(4)抗体酶的应用。(二)教学要求了解抗体酶的

9、概念、机制；(2)掌握抗体酶的制备方法。(三)重点与难点.重点抗体酶机制；.难点抗体酶的制备方法。第八章核酶和脱氧核酶(-)课程内容(1)天然核醵；(2)脱氧核酶；(3)核酶、脱氧核酶的体外选择；(4)人工设计及修饰；(5)核酶的应用。(二)教学要求了解核酶和脱氧核酶定义、研究进展；了解核酶、脱氧核酶的催化策略与应用。(三)重点与难点.重点核酶、脱氧核酶概念及设计；.难点核酶、脱氧核酶设计。第九章进化酶(一)课程内容(1)酶定向化简介基本原理、发展方向；(2)定向进化的策略及原理；(3)定向进化的高通量筛选(3)定向进化的应用。(二)教学要求(1)充分理解酶的分子定向进化的基本原理；(2)掌握

10、定向进化的策略，了解定向进化发展动向及应用。(三)重点与难点.重点酶定向化原理；.难点定向进化的策略。第十章杂合酶(-)课程内容(1)杂合酶的构建策略；(2)杂合酶的制备方法；(3)杂合酶的应用；(二)教学要求了解杂合酶的构建策略与应用前景；(2)掌握杂合酶的制备方法。(三)重点与难点.重点杂合酶的构建策略；.难点杂合酶的制备方法。第十一章酶制剂的应用(-)课程内容(1)概论酶制剂的市场和发展历史、酶制剂的来源和特点；(2)酶在食品方面的应用；(3)酶在轻工业方面的应用；(4)嗨在医学中的应用；(5)醐在能源开发方面的应用；(6)酶在环境保护方面的应用；(7)极端酶的应用。(二)教学要求了解酶

11、及酶技术在各行各业的应用情况，着重熟悉酶在工业化生产中的新进展。(三)重点与难点.重点酶制剂的来源和特点；.难点酶制剂的来源和特点及应用。三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1酶的分离纯化4验证必做知识目标11;能力目标4, 52酶纯度、分子量检 测4验证必做知识目标11;能力目标4, 53最适反应条件测 定4验证必做知识目标12；能力目标4, 54酶(细胞)的固定 化设计与实验4设计必做知识目标13；能力目标4, 5注：1.类型：指验证性、综合性、设计性等;.要求：指必做、选做。实验1：（酶的分离纯化）根据酶的基本性质和层析基本原理，对粗酶液样品进行分离纯化。实

12、验2：（酶纯度、分子量检测）根据SDS基本原理，对粗酶液和纯酶样品进行酶电泳分析，的纯度及分子量检测分析。实验3：（最适反应条件测定）根据酶学基本原理和方法，测定酶的最适pH值及最适反应温度。实验4：（酶（细胞）的固定化设计与实验）根据醯（细胞）的基本性质与固定化原理和基本方法，对酶（细胞）进行固定化，测定固定化 后对酶性质（pH、温度）的影响。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上机课程 实践小计绪论22第一章酶学与酶工程77讲授法知识目标1;能力目标1, 3第二章酶与细胞的固定化66讲授法、讨论法知识目标2；能 力目标1，3第三章

13、酶的化学修饰22讲授法、讨论 法知识目标3；能 力目标1，3第四章蛋白质的稳定性和稳定化11讲授法知识目标4；能 力目标1，3第五章非水酶学44讲授法知识目标5；能力目标1, 3第六章人工酶11讲授法知识目标6；能力目标2, 3第七章抗体酶22讲授法知识目标7；能力目标2, 3第八章核酶和脱氧 核酶11讲授法知识目标8；能力目标2, 3第九章进化酶33讲授法、讨论法知识目标9；能 力目标2, 3第十章杂合酶11讲授法、讨论法知识目标10；能力目标2, 3第十一章酶制剂的 应用22讲授法、讨论 法能力目标1-3合计3232注：1 .课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例 等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注期末考试闭卷60%实验撰写实验报告30%平时出勤率和听课、实验认真程度 等10%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作